一种电池散热装置及使用该装置的电动客车的制作方法

本实用新型涉及一种电池散热装置及使用该装置的电动客车。

背景技术：

目前，电动汽车在实际应用过程中，常会出现电池过度放电的问题，造成电池内部阻抗显著增加，内部温度较快上升，且电池放电时的温度也较高；当放电完成时，立即充电，充电完成时电池的温度也会随之提高，但将放电终了的温度控制在40℃以下才是最好的。电池充完电后，如电池温度升得过高，电池寿命会明显缩短，主要因为电池温度升高，正负极板上的活性物质就会劣化，正极板受到腐蚀，电池寿命缩短。因此通常情况下，电池运行温度需要维持在理想状态，特殊情况下，放电及充电可适当超过理想工作状态，即便如此，电池充、放电时短暂的温升也会影响电池的使用寿命。传统的电池冷却系统通过向电池箱通风的方式，利用冷却气体带走电池箱内电池发热产生的热量。但在向电池箱内通风的过程中，冷却气体中携带的杂质、水汽等极易导致电池箱内电池模组之间的短路，造成电池箱出现报废的问题，严重时对车上乘客的人身健康带来损伤。

中国专利文献CN 103253149 A公开了一种电动汽车空气循环电池箱管理系统，该管理系统中设置有间隔设置在电池箱外的一侧位置处的散热器，散热器上设有朝向电池箱设置的风道，以使电池箱处于散热器的出风侧，散热器的进风侧设置有鼓风机，以使鼓风机通过风道向电池箱吹风的形式，对电池箱进行散热。但在鼓风机吹风过程中，鼓风机吹出的气流会直接作用在电池箱的箱壁上，该气流中夹杂的杂质、水汽等仍然会对电池箱的箱壁产生侵蚀，长此以往的话，会使得电池箱的防护等级降低，尤其对电池箱的接电部位产生的侵蚀更为显著，从而造成电池箱的使用安全性和可靠性降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种避免冷却介质直接接触电池模组和箱壁的电池散热装置，同时还提供了一种使用该电池散热装置的电动客车。

为了实现以上目的，本实用新型中电池散热装置的技术方案如下：

电池散热装置，包括用于贴附在电池箱外的冷却器，冷却器具有用于导热连接在电池箱的箱壁上的导热面、供冷却介质通过的冷却通道以及处于冷却通道和导热面之间的导热壁，导热壁由导热材料制成。

冷却器包括平行间隔的两个总管，两个总管之间桥接有两个以上支管，支管的两端分别连通两总管，所述导热面为各支管的同侧壁面组成或两总管与各支管的同侧壁面组成，所述冷却通道为总管和支管的通道，导热壁为支管的管壁或支管和总管的管壁。

定义两总管分别为输入总管和输出总管，输入总管的前端设有供冷却介质进入的进口，输出总管的后端设置有供冷却介质排出的出口，输入总管和输出总管内均设有用于将管腔自前向后隔断为级数逐渐增加的管腔的隔板；各支管分为连通在输入总管和输出总管的同级管段之间的同级支管、连通在输入总管的某一级管段和输出总管的上一级管段之间的级间支管。

电池散热装置还包括用于填充在冷却器的导热面和电池箱的箱壁之间的导热硅胶层。

冷却器的冷却通道为冷风通道，冷却通道的进口连接有空调装置，空调装置的回风口连接在冷却通道的出口上，且空调装置为用于调节车厢内温度的车载空调或连接在车载电源上的专用空调。

电池散热装置还包括用于采集电池箱内电池模块温度的箱内温度传感器，箱内温度传感器上连接有用于在电池模块温度高于设定值时、报警和/或控制车载空调向冷却器送风的箱内温度控制单元。

电池散热装置还包括用于安装在电池舱体内的于电池箱以外的位置处的散热风扇。

电池散热装置还包括用于采集电池舱体内的于电池箱以外的工作温度的箱外温度传感器，箱外温度传感器上连接有用于在所述工作温度高于设定值时、报警和/或控制散热风扇开启的舱体温度控制单元。

所述导热面为用于相对设置在电池箱下方的冷却器的顶面。

本实用新型中电动客车的技术方案如下：

电动客车，包括电池箱和电池散热装置，电池散热装置包括用于贴附在电池箱外的冷却器，冷却器具有用于导热连接在电池箱的箱壁上的导热面、供冷却介质通过的冷却通道以及处于冷却通道和导热面之间的导热壁，导热壁由导热材料制成。

冷却器包括平行间隔的两个总管，两个总管之间桥接有两个以上支管，支管的两端分别连通两总管，所述导热面为各支管的同侧壁面组成或两总管与各支管的同侧壁面组成，所述冷却通道为总管和支管的通道，导热壁为支管的管壁或支管和总管的管壁。

定义两总管分别为输入总管和输出总管，输入总管的前端设有供冷却介质进入的进口，输出总管的后端设置有供冷却介质排出的出口，输入总管和输出总管内均设有用于将管腔自前向后隔断为级数逐渐增加的管腔的隔板；各支管分为连通在输入总管和输出总管的同级管段之间的同级支管、连通在输入总管的某一级管段和输出总管的上一级管段之间的级间支管。

电池散热装置还包括用于填充在冷却器的导热面和电池箱的箱壁之间的导热硅胶层。

冷却器的冷却通道为冷风通道，冷却通道的进口连接有空调装置，空调装置的回风口连接在冷却通道的出口上，且空调装置为用于调节车厢内温度的车载空调或连接在车载电源上的专用空调。

电池散热装置还包括用于采集电池箱内电池模块温度的箱内温度传感器，箱内温度传感器上连接有用于在电池模块温度高于设定值时、报警和/或控制车载空调向冷却器送风的箱内温度控制单元。

电池散热装置还包括用于安装在电池舱体内的于电池箱以外的位置处的散热风扇。

电池散热装置还包括用于采集电池舱体内的于电池箱以外的工作温度的箱外温度传感器，箱外温度传感器上连接有用于在所述工作温度高于设定值时、报警和/或控制散热风扇开启的舱体温度控制单元。

所述导热面为用于相对设置在电池箱下方的冷却器的顶面。

本实用新型中冷却器处于电池箱外，利用电池箱的箱壁将电池模组和冷却器分开，导热壁又将冷却介质和箱壁分开，从而避免了冷却介质直接接触电池箱及其内电池模组，提高了电池散热装置使用的可靠性和安全性。同时，冷却器通过导热连接的方式，使得电池箱内热量能够透过箱壁到达导热面上，然后热量又会在导热壁的传递下进入冷却通道，被冷却通道内流动的冷却介质带走，即整个散热过程中，热量是以热传递的方式在热源和冷却介质之间传递，从而导热壁加快了热量在电池箱和冷却介质之间传递的速度，使得电池箱的散热效率高于直接风冷的散热方式。

附图说明

图1是本实用新型的电动客车的实施例中电池舱体的结构示意图；

图2是图1中冷却器的结构示意图；

图3是图1的A-A截面图；

图4是本实用新型的电动客车的实施例中电池散热装置的控制原理流程图。

具体实施方式

本实用新型中电动客车的实施例：如图1至图3所示，该电动客车包括电池舱体1、电池箱2和电池散热装置3，电池箱2固定在电池舱体1内。电池散热装置3包括处于电池箱2下方的冷却器，该冷却器是良导热材料制成的冷凝板，冷凝板通过导热硅胶层36贴附在电池箱2的底面上，导热硅胶填充在电池箱2和冷凝板之间，以增大电池箱2的底面和冷凝板的顶面之间的接触面积。冷凝板包括平行间隔的输入总管31和输出总管32，输入总管31和输出总管32沿前后延伸，输入总管31和输出总管32之间桥接有在前后方向平行间隔排布的支管33，支管33的两端分别连通输入总管31和输出总管32，各支管33沿左右方向延伸，所有支管33的上侧管壁面组成用于导热连接在电池箱2的底部箱壁上的导热面，支管33和输入总管31、输出总管32内的管腔连通形成供冷却介质通过的冷却通道，支管33的管壁形成处于冷却通道和导热面之间的导热壁。输入总管31的前端设有接通在专用空调的出风口上的进口，并在输入总管31内设有输入隔板34，输入隔板34将输入总管31的管腔自前向后隔断为一级输入管腔311和二级输入管腔312；输出总管32的后端设有接通在专用空调的回风口上的出口，该出口上装配有用于检测冷却气体的气压的压力测试仪，并在输出总管32内设有处于输入隔板34之后的输出隔板35，输出隔板35将输出总管32的管腔自前向后隔断为一级输出管腔321和二级输出管腔322。各支管33分为连通在一级输入管腔和一级输出管腔321之间及连通在二级输入管腔和二级输出管腔322之间的同级支管33、连通在一级输出管腔321和二级输入管腔之间的级间支管33，以使各支管33在输入总管31和输出总管32之间为三管程式。

电池散热装置3还包括安装在电池箱2内于电池模组底部的箱内温度传感器、安装在电池舱体1内的箱外温度传感器、连接在车载24V蓄能电池上的专用空调和安装在电池舱体1上的散热风扇。如图4所示，箱内温度传感器用于采集电池箱2内电池模组的温度数据，箱外温度传感器用于采集电池舱体1内工作温度数据，且箱内温度传感器的输出端和箱外温度传感器的输出端连接在车载控制器上。车载控制器包括连接在箱内温度传感器的输出端和箱外温度传感器的输出端上的单片机以及连接在单片机上的数据转换器，数据转换器通过CAN总线连接有自动控制器和仪表盘，自动控制器连接在专用空调和散热风扇的控制端上。箱内温度传感器对应的控制原理是：箱内温度传感器将采集的电池模组底部数据发送到单片机，传递给数据转换器，经CAN总线发送到仪表和自动控制系统中，同时数据转换器内设置某电池温度，当采集的温度经数据转换器时大于某一设定温度时，通过CAN总线随即将数据发送到自动控制器，然后启动专用空调，从而对电池箱2体进行散热；当采集电芯底部温度高于某一设定温度，而自动控制系统无法自动启动空调时，仪表盘上设定温度报警状态，提示司机需手动启动专用空调；当检测的电池箱2底部温度低于某一设定值时，通过自动控制系统停止空调系统。箱外温度传感器对应的控制原理是：当箱外温度检测传感器将采集的电池舱体1工作环境温度发送到单片机，传递给数据转换器经CAN总线发送到仪表盘上，数据转换器内设置某一温度，当采集的工作环境温度经数据转换器时大于某一设置定温度，数据转换器随即将数据发送到自动控制器，然后启动舱体上散热风扇，从而对舱体内空气进行循环，带走舱体内部热量，降低电池工作环境温度；当电池工作环境温度高于某一设定值，而自动控制器无法自动启动散热风扇时，仪表盘上同样设定有温度报警状态，提示司机手动启动散热风扇；当检测的电池工作环境温度低于某一设定值时，通过自动控制系统停止散热风扇。

压力测试仪主要布置在电池箱2体下部的冷凝板的输出端，主要作用防止冷凝板在冷却过程，出现开裂，造成某些地方冷却效果不一致，从而影响电池箱2体内电池模组温度，造成不同程度的温差现象，导致内部电芯使用寿命不同，而压力测试仪主要通过测定冷凝板的流出冷却气体压差，判断冷凝板内部是否有泄露、开裂、堵塞时，压差较低，当冷凝板内部挡板开裂时，输出压差较高。

本实施例中电池散热装置3的冷凝板主要排布在电池箱2体底部（此专利中的电池箱2体散热设计为整体箱体底部散热，采用IP67的防水结构），采用风冷装置，目前电池散热管理方式主要有气冷、液冷等，直接与电池模组结合进行散热，此类结构出现泄漏，严重影响电池模组，导致电池箱2体内部出现短路，而本发明主要在设计散热装置3增加在IP67电池箱体底部，电池模组设计传到热为低部散热，底部与冷凝板上层铺设导热硅胶，导热硅胶作用增大发热源与冷凝片的接触面积，填充电池箱2体底部与冷凝器之间的空隙，防止箱体与冷凝板安装过程，损坏电池箱2体，从而影响电池箱2防水效果。同时冷凝板降温的专用空调采用24V的蓄电池转化，对整车的续驶里程及能耗不产生影响。

在上述实施例中，冷却器连接在专用空调上，在其他实施例中，冷却器也可以通过阀门接入用于调节车厢温度的车载空调中，即冷却器共用车辆的主冷却系统。当然，该冷却器也可以采用水冷式。冷却器的结构既可以采用上述多管程式，也可以采用蛇形盘管式、迷宫式等。冷却器既可以通过导热硅胶贴附在电池箱的箱底，也可以直接贴附在电池箱的箱壁上，至于冷却器所处的位置，既可以是箱底，也可以是侧壁和/或箱顶。

本实用新型中电池散热装置的实施例：本实施例中电池散热装置的结构与上述实施例中电池散热装置的结构相同，因此不再赘述。